用玻璃粉製造的隔熱防火材料及製造方法
2023-04-26 09:33:26 3
專利名稱：用玻璃粉製造的隔熱防火材料及製造方法
技術領域：
本發明涉及隔熱防火材料及其製造方法，特別是用玻璃粉製造隔熱防火材料及其製造方法。
目前，用玻璃料或玻璃原料制的泡沫玻璃已有面市，其原料就是玻璃，而製造方法是將玻璃在高溫條件下熔融後再膨脹發泡製得泡沫玻璃。這種通過相變的高溫熔融所消耗和能量高，不適於當代節能的要求，且因能耗高導致成本高。
本發明的目的是用玻璃粉，特別是廢棄玻璃製備的粉，在遠離玻璃熔點的較低溫度條件下，進行一個化學反應，使廢玻璃制的粉末與化學生成物構成一個複合物的中間體，再將中間體進行膨化，製成矽——矽/氣複合材料，即各種產品。這種製品具有無機材料的穩定性，不易受自然環境的影響而風化，易成型，不燃，耐高溫，保溫隔熱，輕質高強，製造中能耗低，成本低，易於產業化大批量生產。
本發明的技術解決方案是這樣的用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下玻璃粉 10～85％鹼性觸媒劑 8～86％發泡劑4～7％以上所述玻璃粉的細度是120目至1100目。
本發明所述的鹼性觸媒劑可以是偏矽酸鈉、氫氧化鈉。
以上本發明所述的鹼性觸媒劑的偏矽酸鈉其總重量百分比是8～86％，或者是氫氧化鈉，其總重量百分比是8～86％；其氫氧化鈉濃度為1.5～100％；或者是偏矽酸鈉加氫氧化鈉，其兩者相加佔總重量百分比是8～86％。
本發明所述的發泡劑可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其總重量百分比是4～7％，細度為100目～150目。
用玻璃粉製造隔熱防火材料的方法A．先將細度為120目至1100目的玻璃粉，其重量為總重量的10～85％，以及佔總重量8～86％的鹼性觸媒劑、還有佔總重量4至7％的發泡劑混合均勻後，在80～130℃的溫度下，經4至20小時的化學反應，使玻璃的一部分在水化反應中生成矽膠；以上反應物去除表面水，即得矽/矽複合材料。
本發明對矽/矽複合材料在400℃～680℃，5秒～45分，0.1μPa至2μPa條件下進行膨化，即可得矽—矽/氣產品。
本發明對矽/矽複合材料進行膨化，可以是先將其造成粒，爾後進入膨化爐膨化成顆粒產品。膨化爐可以是各種能源的固定式加熱爐或專用的滾動式加熱爐；也可以將矽/矽複合材料放入固定式成型模具中，置於熱壓機中膨化，直接成型而製得產品；或者是用注塑機注射入模、加熱爐中熱模成型而製成產品。
本發明是將玻璃磨成粉，以利於提高反應速度以及成型時獲得變形的條件，從而大大有利於工藝中的節能和低能耗。
本發明的產品是一種純無機質的多孔泡沫材料，是一種不燃性材料，具有耐高溫，保溫隔熱，輕質高強，防火防水，隔音吸聲，防腐耐久，過濾吸附等功能於一體。因導熱係數λ=0.035-0.075W/mk，所以保溫隔熱性能良好，由於可在-80℃到+580℃時長期使用，所以工作溫度高，範圍大，壽命長；由於材料的無機質決定了產品不會燃燒，能滿足消防要求，火災時不會對環境產生汙染或散發出有毒有害氣體，故耐火及安全性好；還有可加工性好，在外載荷的作用下有抗變形能力。
本發明的優點是利用玻璃粉為主要原料製成的材料或產品，具有無機類材質構極其穩定的性能，不易受自然環境影響而風化，輕質高強，易成型，不燃，耐高溫，保溫隔熱，且能耗低，成本低，製造方法簡單，易於產業化大批量的生產。
下面就本發明的實施例進行詳述實施例一用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下120目至1100目的玻璃粉 10～85％偏矽酸鈉 8～86％發泡劑 4～7％用玻璃粉製造隔熱防火材料的方法A．先將細度為420目的玻璃粉，其重量為總重量的65％，以及佔總重量為30％的偏矽酸鈉，再加入硼酸5％，混合均勻後，在80至130℃的溫度下，經4至20小時的水解，使玻璃的一部分進行溶解而生成矽膠，靠矽膠將玻璃粉粘結在一起。
B．去除反應產物的表面水，即得矽/矽複合材料；C．對矽/矽複合材料在535℃,10分鐘進行膨化，即可得矽—矽/氣產品；如果是需要製成顆粒材料，先要對矽/矽複合材料造粒，爾後將其送入膨化爐內，經膨化製成顆粒產品。也可將矽/矽複合材料放入模具中，置於熱壓機中膨化成型而製得產品。或者是用注塑機、或加熱爐內膨化成型製成產品。
由於本發明的各參數的調節餘地大，決定了產品易形成規格、品種上的多樣化和系列化。如調節原料的配比，可控制產品的密度，強度。通過玻璃粉的不同粒徑以及中間體造粒的不同粒徑，可控制產品粒徑的大小和強度；從預成型中間體時的厚度，形狀，以及模具的形狀，可控制產品的密度，強度，尺寸，形狀等系列的品種，調節溫度的高低，可調節控制產品密度，控制產品膨化質量，在模具厚、料多時、溫度要高些，時間要長些。如果控制密度高、且模具薄，溫度就調節低一些，膨化時間短些。
實施例二同實施例一，只是鹼性觸媒劑選用濃度為20～30％佔總重量為30％的氫氧化鈉溶液，玻璃粉佔總重量的63％，其他均不變。
實施例三同實施例一，只是鹼性觸媒劑選用濃度為26～40％，佔總重量22％的氫氧化鈉溶液，以及佔總重量的13％的偏矽酸鈉，玻璃粉佔總重量的58％。
從以上實施例二及實施例三也可看出鹼性觸媒劑越多，玻璃粉就越少，通過化學反應形成的矽膠多，膨化率高、產品就越輕。這樣就要根據產品不同型號、不同用途對產品組份的重量進行適當調整。
實施例四同實施例一，只是膨化溫度630℃,6分鐘，0.1μpa至1μpa條件下進行膨化。
實施例五同實施例一，只是膨化溫度430℃,25分鐘，1μpa條件下進行膨化。
從以上實施例四，實施例五可以看出，膨化溫度高，一般膨化時間可短些，而膨化溫度低，膨化時間就要長些。
權利要求
1．用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下玻璃粉 10～85％鹼性觸媒劑 8～86％發泡劑 4～7％
2．根據權利要求1所述的用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其特徵是玻璃粉的細度是120目～1100目；
3．根據權利要求1所述的用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其特徵是鹼性觸媒劑可以是偏矽酸鈉、氫氧化鈉；
4．根據權利要求1或3所述的用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其特徵是鹼性觸媒劑的偏矽酸鈉，其總重量百分比是8～86％，或者是氫氧化鈉，其總重量百分比是8至86％其氫氧化鈉濃度為1.5～100％；或者是偏矽酸鈉加氫氧化鈉，其兩者相加佔總重量百分比是8～86％；
5．根據權利要求1所述的用玻璃粉製造的隔熱防火材料，其特徵是發泡劑可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其總重量百分比是4～7％，細度為100目～150目。
6．用玻璃粉製造隔熱防火材料的方法，其特徵是A．先將細度為120目至1100目的玻璃粉，其重量為總重量的10～85％，以及佔總重量8～86％的鹼性觸媒劑、發泡劑4～7％混合均勻後，在80～130℃的溫度下，經4至20小時的化學反應，使玻璃的一部分在水化反應中生成矽膠；B．去除反應產物的表面水，即得矽/矽複合材料；C．對矽/矽複合材料在400℃至680℃,5秒至45分鐘0.1μPa-2μPa條件下進行膨化，即可得矽-矽/氣產品；
7．根據權利要求6所述的用玻璃粉製造隔熱防火材料的方法，其特徵是對矽/矽複合材料進行膨化，可以是先將其造成粒，爾後進入膨化爐膨化成顆粒產品。膨化爐可以是各種能源的加熱爐或專用的滾動式加熱爐；也可以將矽/矽複合材料放入固定式成型模具中，置於熱壓機中膨化，直接成型而製得產品；或者是用注塑機注射入模、加熱爐中熱模成型而製成產品。
全文摘要
本發明涉及用玻璃粉製造的隔熱防火材料及製造方法。用玻璃粉製造的隔熱防火材料的組分及重量百分比為玻璃粉10～85%、鹼性觸媒劑8～86%、發泡劑4～7%，用玻璃粉製造隔熱防火材料的方法是將玻璃粉與鹼性觸媒劑部分地進行化學反應，玻璃粉與其化學生成物相複合的辦法製成中間體，再在一定的溫度、壓力、時間下進行膨化，製成矽—矽/氣複合材料。本發明具有無機類材質的特性，且能耗低、製造方法簡單、易於產業化大批量生產。
文檔編號C04B14/24GK1237559SQ99116060
公開日1999年12月8日 申請日期1999年2月10日 優先權日1999年2月10日
發明者戚正風, 王秉淵 申請人:番禺市科發防火保溫材料廠有限公司